酸化物超伝導体の磁束ピンニングに関する研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02226204
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 渡辺 和雄 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (30143027)
• 研究分担者: 小林 典男 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40111306) ; 淡路 智 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10222770)
• キーワード: 酸化物高温超伝導体 / 臨界電流密度 / 磁束ピンニング

研究概要

CVD法Y_1Ba_2Cu_3O_<7ーδ>は、磁場中の優れたJ_c特性を示す。磁束ピンニング機構を解明することを目的として、臨界電流密度の問題点を検討した。また、臨界電流密度と上部臨界磁場の角度依存性をそれぞれ測定した。
1.臨界電流の異方性と上部臨界磁場の角度衣存性を磁束ピンニングのスケ-ル則を通して関係づけることを試みた。上部臨界磁場の角度依存性はGLの有効質量モデルで比較的よく理解でき、特に抵抗遷移の中点での定義によるものは非常によく一致した。この有効質量モデルを磁束ピンニングに採りいれる試みは、J_cの角度依存性をかなり具体的に説明することができた。
2.しかし、酸化物超伝導体は磁束クリ-プの問題があり、臨界電流を決定するものはB_<c2>よりも小さいB^*_<c2>であると考えられる。B^*_<c2>は実質的にJ_c【approximately equal】Oを決定するもので、通常はグロ-バルピンニング力F_p対Bの関係から外挿的に求められるが、J_cの角度依存性のフィッティングパラメ-タとして考えた。その結果、抵抗遷移のR=Oでの定義によるB_<c2>よりもさらに小さなB^*_<c2>の角度依存性を改めて磁束ピンニングのスケ-ル則に採り入れるべきであることが分かった。すなわち、J_cの角度依存性はB_<c2>の角度依存性によって生じていると結論される。
3.C軸配向にa軸配向の結晶粒が混在する場合も異方性が変化する。応用上問題となっている酸化物超伝導体の強い異方性を小さくする目的で、a軸配向の結晶粒が混在する体積率とB_<c2>,J_cとの関係を調べた。その結果として、B_<c2>の異方性は小さくできる可能性があるが、異方性が小さくなるとJ_cも急激に小さくなることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] K.Watanabe: "Strong Flux Pinning Centers in YーBaーCuーO Films Prepared by Chemical Vapor Deposition" Appl.Phys.Lett.56. 1490-1492 (1990)
• [文献書誌] K.Watanabe: "Route to HighーJ_c for YBaCuO Films" Proc.ISTEC Workshop on Superconductivity,Kagoshima. 60-63 (1990)
• [文献書誌] N.Kobayashi: "Correlation between Magnetic Relaxation and J_c of YBa_2Cu_3O_7 Films in Magnetic Fields" Physica B. 165&166. 1133-1134 (1990)
• [文献書誌] N.Kobayashi: "Angular Dependence of Critical Current Density of YBa_2Cu_3O_7 Films in Magnetic Fields" Supercond.Sci.Technol.4. S328-S330 (1991)
• [文献書誌] 渡辺 和雄: "酸化物超伝導体の臨界電流密度" 低温工学. 25. 56-70 (1990)
• [文献書誌] K.Watanabe: "Critical Current and Flux Pinning in Y_1Ba_2Cu_3O_<7ーδ> Films Prepared by Chemical Vapor Deposition" Proc.ICMC'90,GarmischーPartenkirchen. (1990)
• [文献書誌] K.Watanabe: "Angular Dependence of the Upper Critical Field and the Critical Current Density for Y_1Ba_2Cu_3O_<7ーδ> Films" J.Appl.Phys.(1990)
• [文献書誌] K.Watanabe: "CVD Route for High J_c Superconductors" Studies of High Temperature Superconductors,edited by A.Narlikar,Nova Science Pub.(1990)
• [文献書誌] K.Watanabe: "Angular Dependence of the Trasport Critical Current Density of CVD YBaCuO Film" Proc.4th Annual Conf.on Superconductivity and Applications,Buffalo. (1990)
• [文献書誌] K.Watanabe: "Flux Pinning in CVD Processed YBaCuO Film" Proc.ISS'90,Sendai. (1990)